Оценка величины искажения напряжения сети переменного тока, питающей мощный выпрямитель.

 

Степень искажения напряжения питающей сети может быть определена с помощью гармонического анализа кривой напряжения. Зная гармонический состав фазного тока и эквивалентные параметры трансформатора L_а, r_а, можно определить гармонический состав сетевого напряжения:

где i_k – величина к -ой гармоники тока, потребляемого вентильной нагрузкой.

Эквивалентное сопротивление обмоток питающего трансформатора принято в расчетах равным 10 % относительно номинального сопротивления нагрузки.

Величина искажений напряжения может измеряться коэффициентом гармоник, который определяется как отношение среднеквадратичного значения высших гармоник к первой гармонике исследуемого сигнала:

.Коэффициент гармоник зависит от величины угла управления тиристорами биполярной ячейки, достигая максимального значения для α =90 º.

Энергетические характеристики системы электроснабжения с вентильным преобразователем соизмеримой мощности должны определяться с учетом искажения формы кривой напряжения. Тогда полная мощность фазы трансформатора равна:

, где U _1ди U _kд – действующие значения первой и высших гармонических составляющих напряжения.

Выразив действующие значения токов и напряжений через коэффициент гармоник и первую гармоническую составляющую, получим:

где k_rI и k_rU - коэффициенты гармоник тока и напряжения.

Тогда, с учетом выражения, интегральное значение коэффициента мощности тиристорного регулятора, работающего от сети соизмеримой мощности, равно:

где Р_k – активная мощность к -ой гармоники.

Методика определения искажения напряжения сети, питающей выпрямитель, состоит в том, что высшие гармоники тока и напряжения связаны соотношением:

,

где U_km - падение напряжения от k -ой гармоники тока на сопротивлении фазы для этой гармонической составляющей kּx_a.

 

Облость применения выпрямителей, их достоинство и недостатки.

 

Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток.

-Блоки питания промышленной и бытовой радио- и электроаппаратуры

-Блоки питания бортовой радиоэлектронной аппаратуры транспортных средств.

-Применяются при питании двигателей постоянного тока, например установленных на электровозах и на городском электротранспорте.

-Также применяются в электролизных установках для производства цветных металлов и стали.

-Кроме того, выпрямители могут использоваться для питания станков, кранов и другой производственной техники.

-Плавка различных металлов и сплавов в настоящее время осуществляется в дуговых электропечах. Источником питания дуговых печей является понижающий трансформатор и полупроводниковый выпрямительный агрегат.

-Электрическая сварка. Дуговая сварка на постоянном токе имеет определенные технологические преимущества. В сварочных выпрямителях используются однофазные и трехфазные схемы. Более распространена трехфазная мостовая схема, обеспечивающая устойчивость сварочной дуги, а также равномерную загрузку всех фаз сети.

-Машины контактной сварки.

- Выпрямители для зарядки аккумуляторных батарей и запуска двигателей автомобилей.

- Системы возбуждения синхронных машин.

-Экономичное транспортирование электроэнергии на большие расстояния позволяют осуществлять линии электропередач постоянного тока. Преимуществами постоянного тока являются: большая пропускная способность линии, меньшие капитальные затраты, меньшие потери энергии, возможность несинхронной работы системы.

Недостатки:

-искажения напряжения сети нечетными гармониками,

- малая перегрузочная способность,

- чувствительность к скачкам напряжения и тока.

Ддостоинства:

- высокий коэффициент использования

- эффективное использование вентилей

- отсутствие в сердечнике потоков вынужденного намагничивания

- малый уровень пульсаций (мост. Схемы)